Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Азот вважається одним з найважливіших хімічних елементів, який впливає на розвиток сільськогосподарських рослин. Ця речовина впливає на процес фотосинтезу та кількість хлорофілу в культурах. При цьому азотфіксація є важливим сільськогосподарським процесом. Проте внесення азоту як добрив вважається не єдиним рішенням. Дуже ефективним варіантом вважається застосування азотфіксуючих бактерій.

Що таке бактерії

Цим терміном називають представників царства живої природи, які є категорією прокаріотів.Вони є організмами, клітини яких містять ядра. Однак це не означає, що такі організми повністю позбавлені спадкової інформації. Молекули ДНК вільно розміщуються у клітинній цитоплазмі. До того ж їх оточує оболонка.

Бактерії відрізняються мікроскопічними розмірами, тому їх вивченням займається мікробіологія. Дослідники визначили, що прокаріоти бувають одноклітинними або поєднуються в колонії. Вони характеризуються дуже примітивною структурою. Крім ядра, у бактеріях відсутні всі типи пластид, мітохондрії, лізосоми. Однак у будь-якому випадку їх клітини здатні здійснювати різні процеси життєдіяльності. Для них характерне анаеробне дихання без застосування кисню, безстатеве розмноження, формування цисти в несприятливих умовах.

Основні класи

Основної класифікації вважаються різні ознаки, однією з яких є форма клітин. Коки відрізняються округлою формою, вібріони нагадують кому, спірили схожі на спіраль, а бацили є паличкоподібними.

Крім цього, класифікація бактерій здійснюється з урахуванням особливостей клітинної структури. Справжні різновиди можуть формувати довкола своєї клітини слизову капсулу. До того ж вони мають джгутики. Ціанобактерії мають процес фотосинтезу і відносяться до лишайників.

Багато різновидів бактеріальних мікроорганізмів відрізняються схильністю до симбіозу, який є взаємовигідним співжиттям. Азотфіксуючі бактерії селяться на корінні бобових культур і формують бульби. Ці мікроорганізми трансформують атмосферний азот, важливий для повноцінного розвитку культур.

Способи харчування

Прокаріоти є організмами, які можуть харчуватися будь-якими способами. Наприклад, пурпурові та зелені бактерії відрізняються автотрофним типом живлення – завдяки використанню сонячної енергії. Завдяки присутності пластид, вони відрізняються різними відтінками, але обов'язково включають хлорофіл.

Важливо враховувати, що процес фотосинтезу у бактерій та рослин значно відрізняється. У першому випадку вода не є обов'язковим реагентом. Як постачальник електронів може виступати водень або сірководень. Тому виділення кисню під час такого процесу не відбувається.

Значна категорія бактеріальних мікроорганізмів відрізняється гетеротрофним типом харчування. Це означає, що вони мають готові органічні елементи. Для насичення необхідними речовинами бактерії використовують залишки відмерлих організмів. При цьому гнильні мікроорганізми здатні призводити до розкладання будь-якої органіки. Їх також називають сапротрофами.

Окремі бактерії рослин здатні вступати в симбіоз з іншими організмами. Так, разом із грибами вони входять до складу лишайників. При цьому азотфіксуючі бульбочкові бактерії здатні до взаємовигідного співіснування з кореневою системою бобових культур.

Хто такі хемотрофи

Важливою категорією, що виділяється на вигляд поглинання поживних речовин, вважаються хемотрофи. Вони є мікроорганізмами, які вважаються одним з видів автотрофів. При цьому замість сонячної енергії ці бактерії використовують енергію хімічного взаємозв'язку різних елементів. До хемотрофів, зокрема, відносяться азотфіксуючі бактерії. Вони викликають окислення низки неорганічних сполук і у своїй забезпечують себе необхідною кількістю энергии.

Ареал проживання азотфіксуючих бактерій

Загалом бактерії відрізняються повсюдним поширенням. При цьому азотфіксуючі різновиди мешкають у ґрунті, а якщо сказати точніше, на коренях бобових культур.

Будова тіла

Функції бульбочкових бактерій пов'язані з їхньою структурою. Побачити такі мікроорганізми вдається неозброєним оком. Вони селяться на кореневій системі бобових та злакових культур і проникають у рослини. У цьому формуються потовщення, у яких спостерігаються обмінні процессы.

Думка експерта

Слід зазначити, що азотфиксирующие бактерії належать до категорії мутуалістів. Це означає, що їхнє співіснування з іншими мікроорганізмами вважаються взаємовигідним. У процесі фотосинтезу рослина виробляє глюкозу, яка потрібна для процесів життєдіяльності. Бактеріальні мікроорганізми не здатні до цього, тому вони одержують від бобових цукор у готовому вигляді.

Рослини для нормальної життєдіяльності потребують азоту. У природі міститься достатньо цього елемента. Наприклад, у повітрі його кількість сягає 78%. Однак культури не можуть поглинати цю речовину в такому вигляді. Азотфіксуючі мікроорганізми здатні засвоювати азот із атмосфери. Після чого вони трансформують цю речовину у форму, яка доступна для культур.

Продуктивність

Щоб краще зрозуміти функцію азотфіксуючих мікроорганізмів, варто розглянути приклад хемотрофної бактерії.Цей організм мешкає на кореневій системі злакових рослин – пшениці чи ячменю. Він займає лідируючі позиції серед продуцентів азоту. На 1 гектар посівних площ цей організм віддає до 60 кілограмів цієї речовини.

До азотфіксуючих бактерій бобових культур відносяться ризобітуми, синоризобіуми та інші. Вони також відрізняються високою продуктивністю. Такі рослини здатні виробляти до 390 кілограмів азоту на 1 га землі. На багаторічних бобових культурах формуються бактерії, що відрізняються максимальною продуктивністю. Цей параметр досягає 560 кілограмів на 1 гектар посівних площ.

Особливості життєдіяльності

Залежно від особливостей процесів життєдіяльності, всі азотфіксуючі мікроорганізми можна поєднати у дві категорії. Перша група вважається нітрифікуючою. У цьому випадку обмінні процеси полягають у ланцюжку хімічних трансформацій.При цьому амоній перетворюється на нітрити, які є солі азотної кислоти. У свою чергу нітрити трансформуються в нітрати. Вони також є солі цієї сполуки. У такому вигляді азот краще поглинається корінням культур.

Друга група має назву денітрифікаторів. Вони здійснюють зворотний процес. При цьому нітрати, які є в грунті, трансформуються в газоподібний азот. В результаті спостерігається кругообіг цієї речовини в природі.

Серед процесів життєдіяльності також варто виділити і розмноження. Воно здійснюється за допомогою поділу клітин надвоє. Набагато рідше це відбувається шляхом брунькування. Також бактеріальні мікроорганізми можуть розмножуватися статевим шляхом. Цей спосіб називається кон'югацією, в ході якого відбувається обмін генетичною інформацією.

Оскільки коріння культури виділяє велику кількість цінних елементів, бактерій на них селиться дуже багато.Вони трансформують рослинні залишки на речовини, які можуть поглинати рослини. Як наслідок, шар ґрунту навколо наділяється особливими характеристиками. Його називають ризосферою.

Як бактерії потрапляють у корінь

Є кілька варіантів застосування бактеріальних клітин у тканині коренів. Це трапляється внаслідок пошкодження покривних тканин чи зонах скупчення молодих клітин коренів. Також хемотрофи можуть проникати всередину культур у зоні кореневих волосків. Після цього вони інфікуються.

В результаті активного поділу клітин бактерій формуються бульбашки. Після цього з'являються інфекційні нитки, які продовжують проникати у тканини рослин. Згодом тут утворюється особлива речовина, яка називається легоглобіном. На етапі появи оптимальної активності бульби стають рожевими. Це пов'язано з наявністю пігменту.

Значення в господарстві

Людям давно вдалося встановити, що, якщо перекопати бобові з ґрунтом, урожайність рослин покращиться. Однак суть полягає не в процесі орання. Такий ґрунт краще насичується азотом, який важливий для розвитку культур. Саме тому азотфіксуючі бактерії називають фабрикою з виробництва нітратів.

Азотфіксуючі бактерії є важливими мікроорганізмами, які активно використовуються в сільському господарстві. Це зумовлено їх здатністю отримувати з повітря азот і трансформувати його в доступну для рослин форму.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Добрива